Python 中list使用详解
介绍：
list 是 Python 中的一种内置数据类型，代表一个可变的有序序列。list 类型的对象可以使用多个方法来操作和修改其中的元素。
list: 列表 Built-in mutable sequence. 内置可变的序列 定义列表的时候使用的是[ ], 也可以包含多个不同类型的元素，多个元素之间也是用逗号分隔
一、创建一个列表
list_data = [1, 2, 3, 4, 5] # 创建一个列表
print(list_data, type(list_data)) # 打印列表并输出它的类型
以上实例输出结果如下：
[1, 2, 3, 4, 5]
二、 访问列表中的元素
例如，以下是如何获取 list 中的元素：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
# 取第一个元素
print(fruits[0]) # 'apple'
# 取第二个元素
print(fruits[1]) # 'banana'
# 从右边获取右边的第一个元素
print(fruits[-1]) # 'cherry'
可以使用切片操作符 : 来获取 list 的一个子序列。切片操作符接受两个参数，第一个参数是子序列的起始索引，第二个参数是子序列的结束索引（不包括该索引对应的元素）。
如果省略第一个参数，则默认从 list 的第一个元素开始。
如果省略第二个参数，则默认到 list 的最后一个元素。
例如，以下是如何获取 list 的子序列
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry', 'date', 'elderberry']
print(fruits[1:3]) # ['banana', 'cherry']
print(fruits[:2]) # ['apple', 'banana']
print(fruits[3:]) # ['date', 'elderberry']
如果想获取 list 中的最后一个元素，也可以使用 -1 索引：
# 返回列表的最后一个元素
print(fruits[-1]) # elderberry
# 返回一个列表的一部分，其中包含除最后两个元素之外的所有元素
print(fruits[:-2]) # ['apple', 'banana', 'cherry']
# 返回包含列表最后三个元素的列表切片
print(fruits[-3:]) # ['cherry', 'date', 'elderberry']
三、append 方法：
append() 方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的标准语法格式如下：
list.append(obj)- obj -- 添加到列表末尾的对象。
- 该方法无返回值，但是会修改原来的列表
示例如下：列表的末尾追加元素
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.append('orange')
print(fruits) # ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange']
结论:
- 列表可包含任何数据类型的元素，单个列表中的元素无须全为同一类型。
- append() 方法向列表的尾部添加一个新的元素。
- 列表是以类的形式实现的。“创建”列表实际上是将一个类实例化。因此，列表有多种方法可以操作。
extend()方法只接受一个列表作为参数，并将该参数的每个元素都添加到原有的列表中
四、extend 方法：
extend() 函数用于在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）。
extend()方法语法：
list.extend(seq)- seq -- 元素列表。
- 该方法没有返回值，但会在已存在的列表中添加新的列表内容。
示例如下：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
more_fruits = ['orange', 'lemon']
fruits.extend(more_fruits)
print(fruits) # ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange', 'lemon']
五、insert 方法：
在指定位置插入一个元素，append() 和 extend() 方法只能在列表末尾插入元素，如果希望在列表中间某个位置插入元素，那么可以使用 insert() 方法。
insert() 的语法格式如下：
listname.insert(index , obj)- index 表示指定位置的索引值。
- obj -- 要插入列表中的对象。
- insert() 会将 obj 插入到 listname 列表第 index 个元素的位置。
- 该方法没有返回值，但会在列表指定位置插入对象。
示例如下：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.insert(1, 'orange')
print(fruits) # ['apple', 'orange', 'banana', 'cherry']
结论：insert() 主要用来在列表的中间位置插入元素，如果你仅仅希望在列表的末尾追加元素，那我更建议使用 append() 和 extend()。
六、remove 方法：
remove() 函数用于移除列表中某个值的第一个匹配项。
remove()方法语法：
list.remove(obj)- obj -- 列表中要移除的对象。
- 该方法没有返回值但是会移除列表中的某个值的第一个匹配项。
示例如下：删除列表中第一个匹配的元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry', 'banana']
fruits.remove('banana')
print(fruits) # ['apple', 'cherry', 'banana']
结论： remove() 方法只会删除第一个和指定值相同的元素，而且必须保证该元素是存在的，否则会引发 ValueError 错误
七、pop 方法：
pop() 方法用来删除列表中指定索引处的元素，具体格式如下：
list.pop([index=-1])- list 表示列表名称
- index 表示索引值
- obj -- 可选参数，要移除列表元素的索引值，不能超过列表总长度，默认为 index=-1，删除最后一个列表值，类似于数据结构中的“出栈”操作
- 该方法返回从列表中移除的元素对象。
示例如下：删除并返回指定位置的元素，默认为列表末尾的元素
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
last_fruit = fruits.pop()
print(last_fruit) # 'cherry'
print(fruits) # ['apple', 'banana']
结论：pop() 相对应的方法，就是 push()，该方法用来将元素添加到列表的尾部，类似于数据结构中的“入栈”操作。但是 Python 是个例外，Python 并没有提供 push() 方法，因为完全可以使用 append() 来代替 push() 的功能。
八、del方法：
del 可以删除列表中的单个元素，格式为：
del listname[index]- listname 表示列表名称，index 表示元素的索引值
示例如下：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
del fruits[2]
print(fruits) # 'apple', 'banana'del 也可以删除中间一段连续的元素，格式为：
del listname[start : end]- start 表示起始索引
- end 表示结束索引
- del 会删除从索引 start 到 end 之间的元素，不包括 end 位置的元素
示例如下：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
del fruits[0:2]
print(fruits) # 'cherry'
九、clear（）方法：
clear()方法语法：
list.clear()clear() 用来删除列表的所有元素，也即清空列表
示例如下：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.clear()
print(fruits) # []
十、index( ) 方法：
index() 方法用来查找某个元素在列表中出现的位置（也就是索引），如果该元素不存在，则会导致 ValueError 错误，所以在查找之前最好使用 count() 方法判断一下。
index()方法语法：
list.index(obj, start, end)- lobj-- 表示要查找的元素
- start-- 可选，查找的起始位置。
- end-- 可选，查找的结束位置。
- index() 方法会返回元素所在列表中的索引值。
start 和 end 参数用来指定检索范围：
- start 和 end 可以都不写，此时会检索整个列表；
- 如果只写 start 不写 end，那么表示检索从 start 到末尾的元素；
- 如果 start 和 end 都写，那么表示检索 start 和 end 之间的元素。
示例如下：返回第一个匹配的元素的索引。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
banana_index = fruits.index('banana')
print(banana_index) # 1
结论：index() 方法只返回元素在列表中第一次出现的位置索引，如果需要查找所有出现位置的索引，可以使用列表解析或循环等方法实现。
十一、count 方法：
count() 方法用来统计某个元素在列表中出现的次数，基本语法格式为：
list.count(obj)- obj -- 列表中统计的对象。
- 如果 count() 返回 0，就表示列表中不存在该元素，所以 count() 也可以用来判断列表中的某个元素是否存在
示例如下：：返回列表中指定元素的出现次数
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry', 'banana']
banana_count = fruits.count('banana')
print(banana_count) # 2
结论：count() 方法只统计某个元素在列表中出现的次数，而不会返回元素在列表中出现的位置索引。如果需要查找元素在列表中的位置索引，可以使用 index() 方法。
十二、sort 方法：
sort() 函数用于对原列表进行排序，如果指定参数，则使用比较函数指定的比较函数。
sort()方法语法：
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)- cmp -- 可选参数, 如果指定了该参数会使用该参数的方法进行排序。
- key -- 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。
- reverse -- 排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）。
示例如下：按升序排列列表中的元素。
# 升序排序
a = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
a.sort()
print(a) # [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
# 降序排序
a = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
a.sort(reverse=True)
print(a) # [9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]
# 根据字符串长度排序
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry', 'durian', 'elderberry']
fruits.sort(key=len)
print(fruits) # ['apple', 'banana', 'cherry', 'durian', 'elderberry']
结论：sort() 方法是 Python 列表中的一个方法，用于原地对列表进行排序，即将列表中的元素按一定的规则重新排列。默认情况下，sort() 方法按升序对列表进行排序，也可以通过传递 reverse=True 参数来按降序排序。
sort() 方法是原地排序，即会修改原始列表。如果需要对列表进行排序但又不想修改原始列表，可以使用 sorted() 内置函数。
十三、reverse 方法：
reverse() 函数用于反向列表中元素。reverse()方法语法：
list.reverse()示例如下：将列表中的元素倒序排列
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.reverse()
print(fruits) # ['cherry', 'banana', 'apple']
结论：reverse() 方法是原地反转，即会修改原始列表。如果需要对列表进行反转但又不想修改原始列表，可以使用切片操作来创建一个反转后的新列表，例如 fruits[::-1]。
十四、copy方法：
copy() 是 list 类的一个方法，用于创建一个列表的副本。copy() 方法不带参数，它返回一个新列表，该列表包含原始列表中所有元素的副本。
例如，以下是如何使用 copy() 方法创建一个列表的副本：
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits_copy = fruits.copy()
print(fruits_copy) # ['apple', 'banana', 'cherry']
上面的例子中，
copy()方法创建了一个新的list对象fruits_copy，其中包含与原始列表fruits相同的元素。修改fruits_copy不会影响原始列表fruits。需要注意的是，
copy()方法只复制列表中元素的值，而不是元素本身。如果列表中包含可变对象（如列表或字典），则副本列表中的元素将包含与原始列表相同的可变对象的引用。这意味着如果修改了原始列表中的可变对象，副本列表中相应的元素也会受到影响。在 Python 中，可以使用
=运算符来复制列表。但是，使用=运算符复制列表只会创建原始列表的一个引用，而不是创建一个副本。这意味着修改一个列表会同时修改另一个列表。因此，如果需要复制列表并保留其独立性，请使用copy()方法。
浅拷贝：copy() 方法进行浅拷贝的示例：
a = [1, 2, [1, 2]]
b = a.copy()
# 修改原始列表的第三个元素
a[2][0] = 5
print(a) # [1, 2, [5, 2]]
print(b) # [1, 2, [5, 2]]
在上面的例子中，a 是一个包含整数和嵌套列表的列表。使用 copy() 方法将 a 复制到 b 中，然后修改了 a 中的嵌套列表中的第一个元素。在浅拷贝后的 b 中，嵌套列表中的第一个元素也发生了变化。
深拷贝：copy 模块中的 deepcopy() 函数进行深拷贝的示例：
深拷贝是指创建一个新的列表对象，并递归地复制原始列表中的所有元素和嵌套的可变对象。这意味着如果修改原始列表中的嵌套对象，这些对象在深拷贝后的新列表中不会发生变化
import copy
a = [1, 2, [1, 2]]
b = copy.deepcopy(a)
# 修改原始列表的第三个元素
a[2][0] = 5
print(a) # [1, 2, [5, 2]]
print(b) # [1, 2, [1, 2]]
使用 copy 模块中的 deepcopy() 函数将 a 深拷贝到 b 中，然后修改了 a 中的嵌套列表中的第一个元素。在深拷贝后的 b 中，嵌套列表中的第一个元素没有发生变化。
需要注意的是，深拷贝比浅拷贝更慢并且更消耗内存，因为它需要递归地复制所有嵌套的对象。通常，只有在需要保留原始列表和新列表之间的独立性，并且原始列表包含嵌套的可变。
结论：
浅拷贝(copy)：拷贝父对象，不会拷贝对象的内部的子对象。
深拷贝(deepcopy)： copy 模块的deepcopy 方法，完全拷贝了父对象及其子对象。
十五、总结：
list 对象是可变的，即对 list 对象的操作会直接修改原列表，而不是返回一个新列表,Python 中的列表（list）是一种有序、可变的数据类型，可以容纳任何类型的元素，包括整数、浮点数、字符串、甚至其他列表。列表通过方括号 [ ] 来定义，可以使用索引来访问或修改列表中的元素。需要注意的是列表是可变的，即可以修改它们的内容。如果需要在不修改原始列表的情况下进行操作，可以使用切片操作来创建一个新的列表，或者使用 copy() 方法来创建一个原始列表的副本。